基于外调制器的光学频率梳生成方案及性能分析

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1、Ｉｍ＿硕士学位论文ｉｍ．ｐＳＩ？ｆ基于外调制器的光学频率梳生成方案及／性能分析者姓名翟喜梅．作：学校导姓名、职称尚磊副教授企业导师姓名、职称白晓军高工：申请学位类别工程硕士：．学校代码10701学号1501120455分类号TN92密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于外调制器的光学频率梳生成方案及性能分析作者姓名：翟喜梅领域：电子与通信工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：尚磊副教授企业导师姓名、职称：白晓军高工学院：通信工程学院提交日期：2018年6月GenerationSchemeandPerformanceAn

2、alysisofOpticalFrequencyCombBasedonExternalModulatorAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationsEngineeringByZhaiXimeiSupervisor:ShangLeiTitle:AssociateProfessorSupervisor:BaiXiaojunTitle:SeniorEngineerJune2018摘要摘要随着

3、现代通信网络系统的不断完善和发展，传统的微波无线通信技术已经难以满足人们对通信系统容量和信息传输速率与日俱增的需求。近些年来，光纤通信因其高带宽、低损耗、高抗电磁干扰性、大容量、高保密性等优点，逐渐吸引了人们的视线。科学家们试图将微波无线通信和光纤通信的优点结合起来，以应对当前通信大环境下对容量供不应求的窘境，由此兴了起一门新型交叉学科——微波光子学。微波光子学适用于多种应用场景，是未来通信领域的核心技术之一。本论文的研究对象——光学频率梳，作为微波光子学中信号生成的重要组成部分，具有很高的实用性和理论研究价值。本论文通过理论分析、公式推导及仿真验证的方法，从评判光学频率梳性能的

4、四个标准（高平坦度、高带外抑制比、梳线数量多及频率间隔可调节）入手，构建能够生成高质量光学频率梳的系统结构。针对以上内容，本论文作了以下研究工作：（1）首先提出了基于外调制器生成平坦光梳的两个方案，并详细分析了这两个方案中的基础模块，即基于单个强度调制器与单个双平行马赫-曾德尔调制器分别调制单音信号的系统。在方案一中，设计了将两个强度调制器与一个双平行马赫-曾德尔调制器级联的结构，通过控制各级调制器的工作状态及输入驱动信号的参量，生成多线平坦光梳。通过仿真得到了平坦度约0.45dB，带外抑制比约15dB的50线平坦光梳。在方案二中，采用了基于双平行马赫-曾德尔调制器的结构，通过控

5、制调制器上下臂的工作点及各自输入信号之间的关系，使输出光谱中心分量的功率得到补偿，生成超平坦光梳。通过仿真得到了平坦度约0.07dB，带外抑制比约47dB的4线超平坦光梳；（2）接下来提出了用相位调制器调制双音信号生成9线平坦光梳的结构作为光梳生成器嵌入循环频移器的方案，并详细分析了该方案中的基础模块，即基于单个相位调制器分别调制单音信号与双音信号的系统。该方案中利用环路的放大器补偿信号功率的损失，同时利用滤波器消除环路噪声，从而组成能够循环生成超宽光谱的环路。仿真结果表明当循环次数为15次时，该系统能够输出由约150线平坦度为6dB左右的光梳组成的超宽光谱，而随着循环次数的增加

6、，光梳的平坦度性能不会变差。关键词：光学频率梳，外调制器，微波光子学，循环频移器IABSTRACTABSTRACTAlongwiththegeneralprogressanddevelopmentofmoderncommunicationnetworksystems,traditionalmicrowavewirelesscommunicationtechnologyhasbeendifficulttomeettheincreasingdemandforcommunicationsystemcapacityandinformationtransmissionrate.Inrece

7、ntyears,opticalfibercommunicationhasgraduallyattractedpeople'sattentionduetoitsadvantagesofhighbandwidth,lowloss,highresistancetoelectromagneticinterference,largecapacity,andhighconfidentiality.Scientistsaretryingtocombinethemeritofmicrowavew